한양대·KIST, ‘청정 수소’ 촉매 기술 개발

[이데일리 신하영 기자] 한양대·한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 탄소 배출이 없고 경제성이 높은 ‘청정 수소’ 생산 촉매 기술을 개발했다.

왼쪽부터 한양대 ERICA 김병현 교수, KIST 이영준 박사, KIST 이성호 박사(사진=한양대 제공)

한양대 ERICA는 김병현 화학분자공학과 교수팀이 이영준·이성호 KIST 박사팀과의 연구에서 이런 성과를 거뒀다고 5일 밝혔다.

수소는 대표적인 차세대 친환경 에너지원으로 꼽힌다. 연소 후 유독성 기체를 배출하지 않으면서도 높은 에너지 효율을 보이기 때문이다.

기존의 수소 생산 방식인 수전해 방식은 설비 비용이 낮고 구조가 단순하다는 장점이 있다. 다만 물의 해리를 통한 수소 이온(H+) 형성이 상대적으로 느리고, 수소 발생 반응 역시 속도 제한이 있다는 점은 한계로 지목된다. 이를 해결하기 위해 KIST와 한양대 공동연구팀은 탄소 나노섬유(CNF) 내에 티타늄 산화물을 형성하고, 이중 형태의 로듐 단일 원자를 배치하여 반응성을 극대화한 촉매를 개발했다.

이번 연구는 국가과학기술연구회 융합연구단사업 등의 지원을 받아 수행했으며 한양대 ERICA 김규찬 박사과정생이 제1 저자로 참여했다. 교신저자는 한양대 ERICA 김병현 교수, KIST 이영준 박사, KIST 이성호 박사가 맡았다. 연구 결과는 국제 저명 학술지(Advanced Science)에 게재됐다.

연구를 주도한 KIST 이영준 박사는 “이번에 개발된 바이너리 로듐 단일 원자 촉매 기술은 알칼라인 조건에서의 수소 생산 효율을 획기적으로 향상시켜 차세대 청정 수소 경제 실현에 기여할 것”이라고 했다. 한양대 ERICA 김병현 교수는 “계산화학을 활용해 수전해 촉매 성능 향상 요인을 규명하는 데 성공했으며, 이를 통해 새롭게 개발될 촉매 설계에 기여할 것으로 기대한다”고 했다.